计算机文化基础第1章.ppt

计算机文化基础,山东省教育厅组编,计算机文化基础,郭爱章,课程主要内容,本课程安排及学习要求,课程安排讲授:34学时实验:30学时学习要求预习听课预习实验做实验保存到软盘上待查交实验报告（使用统一的实验报告用纸）独立完成作业考核方法平时考核（实验报告、作业、考勤）全省统考（机试）,第一章信息技术与计算机文化,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,6,第一章 信息技术与计算机文化,1.1信息与信息技术1.2计算机技术概述1.3计算机中信息的表示1.4计算机系统1.5 微型计算机系统1.6多媒体技术基础,作 业实 验,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,7,1.1信息与信息技术,1.1.1 信息与数据1.1.2 信息技术1.1.3信息社会1.1.4“计算机文化”的内涵,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,8,1.1.1 信息与数据,美国数学家维纳认为：信息是我们在适应外部世界、感知外部世界的过程中与外部世界交换的内容。信息论的创始人美国数学家香农则认为：信息是能够用来消除不确定性的东西。一般认为：信息是在自然界、人类社会和人类思维活动中普遍存在的一切物质和事物的属性用语言、文字、符号、场景、图像、声音等方式表达的新闻、消息、情报和数据等都是信息,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,9,数据的定义 所谓数据，是指存储在某种媒体上可以加以鉴别的符号资料。这里所说的符号，不仅指文字、字母、数字，还包括了图形、图像、音频与视频等多媒体数据。信息与数据的区别数据是信息的具体表现形式，是信息的载体，而信息是对数据进行加工得到的结果，它可以影响到人们的行为、决策，或对客观事物的认知。信息的符号化就是数据，所以数据是信息的具体表示形式。,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,10,1.1.2 信息技术,定义 信息技术是指人们获取、存储、传递、处理、开发和利用信息资源的相关技术。现代信息处理技术 现代信息处理技术由传感技术、计算机技术、通信技术、网络技术等多种不同技术构成。,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,11,1.1.3信息社会,从20世纪90年代开始，随着计算机的普及和计算机网络的高速发展，人类开始进入信息社会，也称信息化社会。定义：是指以信息活动为社会发展的基本活动，以信息经济为主导经济，以信息技术为技术基础，以信息文化改变人类教育、生活和工作方式以及价值观念的新兴社会形态。信息作为继物质和能源之后的第三资源，在社会发展中起着主导作用，当今社会的主导产业将从传统工业转向信息产业和知识产业。,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,12,1.1.4“计算机文化”的内涵,1.文化的定义 所谓文化，是人类在物质和精神两方面具有整体性的创造力的表现，是人类对客观世界整体性把握的一种能力，也是人类进步的一种标志。核心是:观念和价值,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,13,2.文化具有的基本属性 广泛性：既涉及全社会的每一个人、每一个家庭，又涉及全社会的每一个行业、每一个应用领域。传递性：这种事物应当具有传递信息和交流思想的功能。教育性：这种事物应能成为存储知识和获取知识的手段。深刻性：不是给社会某一方面带来变革，而是给整个社会带来全面、深刻的根本性变革。,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,14,3.计算机文化计算机文化的提法最早出现在20世纪80年代初，在瑞士洛桑召开的第三届世界计算机教育大会上。定义：就是以计算机为核心，集网络文化、信息文化、多媒体文化为一体，并对社会生活和人类行为产生广泛、深远影响的新型文化。计算机文化是人类文化发展的四个里程碑之一（前三个分别为：语言的产生、文字的使用与印刷术的发明）。,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,15,1.2计算机技术概述,1.2.1计算机的起源与发展1.2.2计算机的特点及分类1.2.3计算机的应用1.2.4计算机的发展趋势,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,16,1.2.1计算机的起源与发展,计算机的定义：计算机（Computer）是一种具有计算功能、记忆功能和逻辑判断功能的机器设备。它能够接收和存储数据，并按照存储在其内部的程序对输入的数据进行处理，并提供和保存处理结果。,巴贝奇：英国数学家信息时代的奠基人。最先提出通用数字计算机的基本设计思想。1812年，巴贝奇首先设计出了差分机、分析机，写出了世界上第一部关于计算机程序的专著。被称为计算机之父。布尔：英国数学家。1854年成功地将形式逻辑归结为一种代数运算，数学进入思维领域图灵：英国数学家,1937年提出了“图灵机”模型，探讨了计算机的基本概念，证明了通用数字计算机是可以制造出来的,1.计算机的起源,十九世纪三十年代，英国数学家Turing发明了著名的图灵机，其用“有限的指令和有限的存储空间”即可“算尽天下一切可算之事”“图灵机”不是一种具体的机器,而是一种思想模型通用于各种目的机器可以接受指令，处理任何形式的信息。图灵在他短暂的一生中为现代计算机的发展做出了两大贡献：一是建立了图灵机的理论模型，二是奠定了人工智能的理论基础。美国信息处理协会（ACM）设立了图灵奖，每年授予在计算机科学理论方面作出重要贡献的计算机科学家。图灵奖是目前计算机科学界最高的奖励。,图灵简介,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,19,第一台真正意义上的数字电子计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator）于1946年2月在美国的宾夕法尼亚大学正式投入运行，用十进制计算主要器件：18800电子管占地面积：140平方米耗电：174KW计算速度：5000次加法/秒。比机械式的继电器计算机快1000倍。,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,20,图 第一台电子管计算机（ENIAC）,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,21,2.计算机的发展,表1 计算机的发展,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,22,1.2.2计算机的特点及分类,1.计算机的特点 1）运算速度快 2）存储容量大 3）通用性强 4）工作自动化 5）精确性高,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,23,2.计算机的分类,表2 计算机的分类,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,24,1.2.3计算机的应用,1.科学计算 科学计算是指科学和工程中的数值计算。与理论研究、科学实验一起成为当代科学研究的三种主要方法。2.信息管理 是指非数值形式的数据处理，是指以计算机技术为基础，对大量数据进行加工处理，形成有用的信息。,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,25,3.过程控制 又称实时控制，指用计算机及时采集检测数据，按最佳值迅速地对控制对象进行自动控制或自动调节。4.计算机辅助系统 指通过人机对话，使计算机辅助人们进行设计、加工、计划和学习等工作。如CAD、CAM、CBE、CAT等。,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,26,5.人工智能 人工智能（AI，Artificial Intelligence）是研究怎样让计算机做一些通常认为需要智能才能做的事情，又称机器智能，主要研究智能机器所执行的通常是人类智能的功能，如判断、推理、证明、识别、感知、理解、设计思考、规划、学习和问题求解等思维活动。,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,27,6.计算机网络与通信利用通讯技术，将不同地理位置的计算机互联，可以实现世界范围内的信息资源共享，并能交互式地交流信息。,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,28,1.2.4计算机的发展趋势,1.巨型化2.微型化3.网格化4.智能化5.多媒体化,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,29,1.巨型化：指研制速度更快的、存储量更大的和功能更强大的巨型计算机。2.微型化：指利用微电子技术和超大规模集成电路技术，把计算机的体积进一步缩小，价格进一步降低。,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,30,3.网格化网格（Grid）技术可以更好地管理网上的资源，它把整个互联网虚拟成一台空前强大的一体化信息系统，犹如一台巨型机，在这个动态变化的网络环境中，实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源的全面共享，从而让用户从中享受可灵活控制的、智能的、协作式的信息服务，并获得前所未有的使用方便性和超强能力。,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,31,4.智能化计算机智能化是指使计算机具有模拟人的感觉和思维过程的能力。智能化的研究包括模拟识别、物形分析、自然语言的生成和理解、博弈、定理自动证明、自动程序设计、专家系统、学习系统和智能机器人等等。,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,32,1.3计算机中信息的表示,1.3.1数制及其转换进位计数制：用进位的方法进行计数的数制，简称进制。数码：一组用来表示某种数制的符号。基数：数制所使用的数码个数称为“基数”或“基”，常用“R”表示，称R进制。如二进制的数码是：0、1，基为2。位权：指数码在不同位置上的权值。例如十进制数111，个位数上的1权值为100，十位数上的1权值为101，百位数上的1权值为102。,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,33,1.常用的进位计数制,1）十进制（Decimal System）由0、1、2、8、9十个数码组成，即基数为10。特点为：逢十进一，借一当十。2）二进制（Binary System）由0、1两个数码组成，即基数为2。二进制的特点为：逢二进一，借一当二。3）八进制（Octal System）由0、1、2、3、4、5、6、7八个数码组成，即基数为8。八进制的特点为：逢八进一，借一当八。4）十六进制（Hexadecimal System）由0、1、2、9、A、B、C、D、E、F十六个数码组成，即基数为16。十六进制的特点为：逢十六进一，借一当十六。,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,34,表3 十进制、二进制、八进制、十六进制之间的对应关系,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,35,2.数制的转换,1）二进制、八进制、十六进制数转化为十进制数 对于任何一个二进制数、八进制数、十六进制数，可以写出它的按权展开式，再按十进制进行计算即可转换为十进制数。例如：（1111.11）2=123+122+121+120+12-1+12-2=15.75（A10B.8）16=10163+1162+0161+11160+816-1=41 227.5 注意：在不至于产生歧义时，可以不注明十进制数的进制，如上例。,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,36,2）十进制数转化为二进制数十进制数的整数部分和小数部分在转换时需作不同的计算，分别求值后再组合。整数部分采用除2取余法，即逐次除以2，直至商为0，得出的余数倒排，即为二进制各位的数码。小数部分采用乘2取整法，即逐次乘以2，从每次乘积的整数部分得到二进制数各位的数码。,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,37,例：将十进制数100.125转化为二进制数。先对整数100进行转换：,由上得出，100D=1100100B,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,38,对于小数部分0.125的转换：0.1252=0.2500a-10.252=0.50a-20.52=11a-3由上得出，0.125D=0.001B。将整数和小数部分组合，得出：100.125D=1100100.001B。,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,39,3）二进制数与八进制数的相互转换方法：将二进制数从小数点开始，对二进制整数部分向左每3位分成一组，对二进制小数部分向右每3位分成一组，不足3位的分别向高位或低位补0凑成3位。每一组有3位二进制数，分别转换成八进制数码中的一个数字，全部连接起来即可。,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,40,例：把二进制数11111101.101转化为八进制数。,所以，11111101.101B=375.5O。,反过来，将八进制数转换成二进制数，只要将每一位八进制数转换成相应的3位二进制数，依次连接起来即可。,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,41,4）二进制数与十六进制数的相互转换,二进制数转换成十六进制数，只要把每4位分成一组，再分别转换成十六进制数码中的一个数字，不足4位的分别向高位或低位补0凑成4位，全部连接起来即可。反之，十六进制数转换成二进制数，只要将每一位十六进制数转换成4位二进制数，依次连接起来即可。,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,42,例：将10110001.101B转换为十六进制数。,所以，10110001.101 B=B1.AH。,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,43,3.二进制的运算规则,1）算术运算规则加法规则：0+0=0；0+1=1；1+0=1；1+1=10（向高位有进位）减法规则：0-0=0；10-1=1（向高位借位）；1-0=1；1-1=0乘法规则：00=0；01=0；10=0；11=1除法规则：0/1=0；1/1=12）逻辑运算规则逻辑与运算（AND）：00=0；01=0；10=0；11=1逻辑或运算（OR）：00=0；01=1；10=1；11=1逻辑非运算（NOT）：；逻辑异或运算（XOR）：0 0=0；0 1=1；1 0=1；1 1=0逻辑异或运算即实现按位加的功能，只有当两个逻辑值不相同时，结果才为1。,使用二进制：物理上容易实现；运算简单,1.3.2 信息的编码,1.计算机中数据的单位位（bit）：是计算机存储数据的最小单位。一个二进制位只能表示0或1字节（Byte）:存储信息的基本单位。存储器容量大小用字节数表示，简记为B。1B=8bit；1 KB=210 B;1 MB=210K B;1 GB=210 MB;1 TB=210G B 字（Word）：计算机处理数据时，CPU通过数据总线一次存取、加工和传送的数据称为字。一个字通常由一个字节或若干个字节组成。字长：计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位数字长是衡量计算性能的一个重要指标。,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,45,2.数值的表示 通常规定一个数的最高位作为符号位，“0”表示正，“1”表示负。例如：+127的机器数是 011111111-127的机器数是 111111111,直观快速表示二进制与十进制的对应关系,3.文字信息的表示1）字符编码,ASCII码(美国信息交换标准代码)(American Standard Code for Information Interchange),标准ASCII码用7位二进制表示，共有128个字符：大写字母：26个 小写字母：26个 可打印字符：95个（信息码）数字符号：10个 专用符号：33个 控制字符：33个不可打印和显示（031和127）扩充的ASCII码用8位二进制表示，共有256个字符Unicode编码方案：16位，兼容ASCII码,小写字母比大写字母ASCII大32,2）汉字编码,一个汉字用两个字节表示：汉字属于非数据型数据，数量大，常用汉字有30005000个，无法用一个字节区分（28=256），所以汉字编码由两个字节组成（216=65536）汉字的编码汉字输入码汉字交换码汉字机内码汉字字形码,各种输入码,交换码（国标码）,机内码,字形码,显示汉字,打印汉字,汉字交换码,1980年，国家标准局，公布了国家标准GB2312-80，简称国标码。用于不同汉字信息处理系统间或者与通信系统之间信息交换的汉字码不同的输入码输入到计算机中，统一使用国标码。,2000年，GBK18030编码：共收录了27484个汉字,汉字内部码,国标码GB2312不能直接在计算机中使用，因为它与基本的信息交换代码ASCII码的冲突。比如：“大”的国标码是3473H，与字符组合“4S”的ASCII相同,“嘉,”的汉字编码为3C4EH,与码值为3CH和4EH的两个ASCII字符“”和“N”混淆。为了能区分汉字与ASCII码，在计算机内部表示汉字时把交换码（国标码）两个字节最高位改为1，称为“机内码”。这样，当某字节的最高位是1时，必须和下一个最高位同样为1的字节合起来，代表一个汉字 机内码是计算机内处理汉字时所用的代码,汉字字形码,所谓汉字字形码实际上就是用来将汉字显示到屏幕上或打印到纸上所需要的图形数据汉字字形码记录汉字的外形，是汉字的输出形式。记录汉字字形通常有两种方法：点阵码是一种用点阵表示汉字字形的编码，它把汉字按字形排列成点阵。输出简单，易失真，占用空间大一个2424点阵的汉字要占用72个字节2424=576;576/8=72矢量码:用数学矢量来记录汉字的外形轮廓。易放大缩小；节省空间所有的不同字体、字号的汉字字形构成汉字库,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,51,汉字输入码,将汉字通过键盘输入到计算机采用的代码称为汉字输入码，也称为汉字外部码（外码）。目前我国的汉字输入码编码方案已有上千种，但是在计算机上常用的有几种，根据编码规则，这些汉字输入码可分为：流水码、音码、形码和音形结合码四种,汉字输入码（外码）,1）流水码：将汉字和符号按一定规则排序编号而成的编码。如：电报码，国标码，区位码优点：整齐，没有重码缺点：难记忆2）音码：根据汉字的读音来确定汉字的输入编码。如：全拼码，简拼码和双拼码优点：便于普及缺点：重码率高，速度慢3）形码：根据汉字的字形、结构特征和一定的编码规则，对汉字进行的编码。如：五笔字型码，大众码优点：重码率低，速度快缺点：需要专门学习4）音形码：结合汉字的读音和字形而进行的编码。如：自然码，首尾码。,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,53,1.4计算机系统,一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。1.4.1 计算机硬件系统 1.4.2 计算机软件系统,返 回,计算机系统的组成,计算机系统的层次结构,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,56,硬件指的是计算机系统中由电子、机械和光电元件等组成的各种计算机部件和计算机设备。这些部件和设备依据计算机系统结构的要求，构成一个有机整体，称为计算机硬件系统。未配置任何软件的计算机叫裸机，它是计算机完成工作的物质基础。,返 回,1.4.1计算机硬件系统,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,57,美籍匈牙利科学家冯诺依曼（Von Neumann）提出的存储程序工作原理决定了计算机硬件系统的五个基本组成部分,图3 硬件系统五大组成部分框图,返 回,计算机的工作原理,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,58,“存储程序”工作原理,存储程序的概念将二进制编码表示的指令与数据一起存放在存储器中，机器一经启动，就按照程序指定的逻辑顺序依次取出存储内容进行译码和处理，自动完成由程序所描述的处理工作冯诺依曼计算机“存储程序”的概念五大组成部分,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,59,1.输入设备,功能：把原始数据和处理这些数据的程序转换为计算机能够识别的二进制代码，通过输入接口输入到计算机的存储器中，供CPU调用和处理。常用的输入设备有：鼠标器、键盘、扫描仪、数字化仪、数码摄像机、条形码阅读器、数码相机、A/D转换器等,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,60,2.运算器,运算器是计算机中执行数据 处理指令的器件。运算器负责对信息进行加工和运算，它的速度决定了计算机的运算速度。运算器的功能是对二进制编码进行算术运算（加、减、乘、除）和逻辑运算（与、或、非、移位等）。参加运算的数（称为操作数）由控制器指示从存储器或寄存器中取出到运算器。运算器由算术逻辑单元ALU、寄存器和一些控制门等组成,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,61,3.控制器,控制器是整个计算机系统的控制中心，它指挥计算机各部分协调工作，保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理。控制器和运算器合称为中央处理器（CPU，Central Processing Unit）。它是计算机的核心部件它的工作速度和计算精度等性能对计算机的整体性能有决定性的影响。,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,62,4.存储器,存储器是具有“记忆”功能的设备，由具有两种稳定状态的物理器件（也称为记忆元件）存储信息。存储器分为两大类：内存储器（内存，主存储器）外存储器（外存，辅助存储器）内存是CPU可直接访问的存储器,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,63,图4 存储器分类,内存的存取速度高于外存；,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,64,内存按工作方式不同，分为,1）RAM（随机存取存储器）可读可写，一旦断电，信息丢失。一般存放上机时正在运行的程序和数据2）ROM（只读存储器）可读不可写，断电后，信息不会丢失3）Cache(高速缓冲存储器）介于内存与CPU之间，提高读写速度外部Cache；内部Cache；一级Cache；二级 Cache,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,65,外部存储器,磁盘驱动器软盘驱动器：是读写软盘的装置，I/O硬盘驱动器装置与盘片固定在一起：外存，I/O光驱：只读不写，输入设备,在外存中，存取速度最快是硬盘，其余依次是光盘、软盘、磁带。,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,66,5.输出设备,输出设备是指从计算机中输出信息的设备。最常用的输出设备是显示器、打印机和音箱，还有绘图仪、各种数模转换器（D/A）等。从信息的输入输出角度来说，磁盘驱动器和磁带机既可以看作输入设备，又可以看作输出设备。,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,67,1.4.2 计算机软件系统,返 回,存储程序的工作原理为解决某个问题，需事先编制好程序，程序输入到计算机并存储在外存储器中，控制器将程序读入内存储器中并运行程序，控制器按地址顺序取出存放在内存储器中的指令，然后分析指令，执行指令的功能。,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,68,几个术语,指令：计算机执行某种操作的命令操作码：规定操作的类型地址码：要操作的数据的地址及结果的存放地址指令系统：计算机所能实现的全部指令的集合程序：由一系列的指令组成。是为解决某一问题而设计的一系列排列有序列的指令的集合软件：是指使计算机运行所需的程序、数据和有关的文档的总和。,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,69,计算机的工作过程,计算机系统的各个部件能够有条不紊地协调进行工作，都是在控制器的控制下完成的控制器控制输入设备将数据和程序从输入设备输入到内存储器在控制器指挥下，从存储器取出指令送入控制器控制器分析指令，指挥运算器、存储器执行指令规定的操作运算结果由控制器控制送存储器保存或送输出设备输出 返回到第二步，继续取下一条指令，如此反复，直到程序结束,计算机工作原理示意图,输入设备,主存储器,辅助存储器,输出设备,运算器,控制器,输入,输出,程序原始数据,运算结果,指令数据线,控制信号线,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,71,2.计算机软件基础,软件是指使计算机运行所需的程序、数据和有关的文档的总和。,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,72,系统软件,系统软件是管理、监控和维护计算机资源（包括硬件和软件）、开发应用软件的软件。系统软件居于计算机系统中最靠近硬件的一层，它主要包括操作系统、语言处理程序、程序设计语言、数据库管理系统、支撑服务软件等。,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,73,操作系统,操作系统（OS，Operating System）是一组对计算机资源进行控制与管理的系统化程序集合，它是用户和计算机硬件系统之间的接口。操作系统是直接运行在裸机上的最基本的系统软件，任何其他软件必须在操作系统的支持下才能运行。操作系统是一个庞大的管理控制程序，它大致包括如下五个管理功能：处理器管理、存储管理、设备管理、文件管理和作业管理,操作系统的分类,按其运行的环境分为：实时操作系统：对外来的作用和信号，及时响应分时操作系统：一个CPU分配给多个终端时间片批处理操作系统：以作业为处理对象，连续处理的作业流按其管理用户的数量可分为：单用户操作系统多用户操作系统。按同时管理的作业数又可分为：单用户单任务操作系统：DOS单用户多任务操作系统：WINDOWS多用户多任务操作系统：UNIX,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,75,语言处理程序,各种程序设计语言所编写的源程序，计算机是不能直接执行的，必须经过翻译（对汇编语言源程序是汇编，对高级语言源程序则是编译或解释）才能执行，这些翻译程序就是语言处理程序汇编程序编译程序解释程序语言处理程序的基本功能是把高级语言或汇编语言编写的源程序翻译成机器可执行的二进制语言程序,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,76,系统支撑和服务程序,这些程序又称工具软件，如系统诊断程序、调试程序、排错程序、编辑程序、查杀病毒程序等等，都是为维护计算机系统的正常运行或支持系统开发所配置的软件系统。,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,77,数据库管理系统,主要用来建立存储各种数据资料的数据库，并进行操作和维护。在微型计算机上运行的最普及的数据库管理系统有FoxBASE+，FoxPro和Visual FoxPro，Access，以及大型数据库管理系统Oracle，DB2，SQL 2000等。,3、程序设计语言,计算机程序是用某种计算机能理解并执行的计算机语言作为描述语言，对解决问题的方法步骤的描述数据结构：对象与对象之间的组织关系算法：求解步骤程序设计语言的分类机器语言汇编语言高级语言语言处理程序汇编程序、解释程序、编译程序,程序设计语言的分类,机器语言：用二进制代码表示的指令集合，是计算机能直接识别和执行的语言优点：占用内存少，执行速度快缺点：通用性差，难阅读和记忆，难维护汇编语言（助记符）：符号化的机器语言汇编语言编制的程序必须用汇编程序翻译成机器能执行的目标程序才能执行汇编优点：易写、易懂、易记缺点：通用性差高级语言优点：通用性、程序的可读性强、便于维护缺点：执行速度慢,汇编程序：翻译成等价的机器语言，然后运行应用于低级语言整体编译后运行解释程序：对源程序逐条翻译、执行，不产生目标程序。特点：速度慢，修改方便，占用内存少。应用于高级语言编译程序：对源程序一次性编译成机器语言，产生目标程序。特点：速度快，修改不灵活，占用内存多应用于高级语言,常用的语言处理程序,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,81,1.5 微型计算机系统,1.5.1 微型计算机分类1.5.2 微机的主要性能指标1.5.3 常见微型计算机的硬件设备,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,82,1.5.1 微型计算机分类,微型计算机按其性能、结构、技术特点等可分为:（1）单片机：将微处理器（CPU）、一定容量的存储器以及I/O接口电路等集成在一个芯片上，就构成了单片机。（2）单板机：将微处理器、存储器、I/O接口电路安装在一块印刷电路板上，就成为单板机。（3）PC（Personal Computer，个人计算机）：供单个用户使用的微机。（4）便携式微机：便携式微机大体包括笔记本计算机和个人数字助理(PDA）等。,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,83,1.5.2 微机的主要性能指标,1.主频主频即时钟频率，是指计算机CPU在单位时间内发出的脉冲数，它在很大程度上决定了计算机的运算速度，主频的单位是赫兹（Hz）。2.字长字长是指计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位数，它与计算机的功能和用途有很大的关系。字长越长，计算机处理信息的效率越高，数据精度越高，功能越强,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,84,3.内核Intel和AMD分别推出了双核心处理器Pentium D和Athlon 64 X2。一块CPU基板上集成二个处理器核心，大大提高了CPU多任务处理性能4.内存容量内存容量是指内存储器中能存储信息的总字节数。5.运算速度单位是MIPS（Million Instructions Per Second，每秒106条指令）和BIPS（Billion Instructions Per Second，每秒109条指令）运算速度越快：主频越高，字长越长，内存越大，存取周期越短,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,85,1.5.3 常见微型计算机的硬件设备,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,86,微型计算机系统,主机=CPU+主存储器CPU=控制器+运算器（+寄存器组）只有主存（内存）可直接与CPU交换信息外设=I/O+辅助存储器输入/输出(Input/Output)设备和外存合称“外围设备”三大总线=数据总线+地址总线+控制总线五大部件之间是通过三大“总线”连接实现信息交换的,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,87,1.微处理器,微处理器是将运算器、控制器、高速内部缓存集成在一起的超大规模集成电路芯片，是计算机中最重要的核心部件。图5中上面是p4，下面是一种汽车用微处理器RS1000。,图5 微处理器,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,88,2.存储器,微机中的内存一般指随机存储器(RAM)目前常用的内存有两种：SDRAM(同步动态随机存储器）DDR SDRAM（双倍数据传输速率同步动态随机存储器）,图6 内存,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,89,3.微机常见总线标准,微机中的总线有：数据总线，地址总线，控制总线总线标准有：1）PCI总线2）AGP总线3）USB总线4）IEEE 1394总线,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,90,4.主板,主板是微型计算机系统中最大的一块电路板，有时又称为母板或系统板，是一块带有各种插口的大型印刷电路板（PCB）。它将主机的CPU芯片、存贮器芯片、控制芯片、ROM BIOS芯片等结合在一起。,图7 主板,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,91,5.输入设备,输入设备是将原始信息转化为计算机能接受的二进制数，以便计算机能够处理的设备。,键盘,鼠标,数码相机,图8 输入设备,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,92,6.输出设备,输出设备有显示器、打印机、绘图仪和音箱等。1）显示系统:包括显示器和显示适配器（又称显示卡）,显示器,显示卡,图9 输出设备,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,93,2）打印机,点阵(针式)打印机,喷墨打印机,激光打印机,图10 打印机,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,94,3）声音系统音频信号是连续的模拟信号，而电脑处理的只能是数字信号，因此，电脑要对音频信号进行处理，首先必须进行模/数（A/D）的转换。这个转换过程实际上就是对音频信号的采样和量化过程，即把时间上连续的模拟信号转变为时间上不连续的数字信号，只要在连续量上等间隔地取足够多的点，就能逼真地模拟出原来的连续量。这个“取点”的过程我们称为采样（Sampling），采样精度越高（“取点”越多）数字声音越逼真。,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,95,采样频率是指每秒钟对音频信号的采样次数。单位时间内采样次数越多，即采样频率越高，数字信号就越接近原声。采样频率只要达到信号最高频率的两倍，就能精确描述被采样的信号。一般来说，人耳的听力范围在20Hz到20kHz之间，因此，只要采样频率达到40kHz，就可以满足人们的要求。现时大多数声卡的采样频率都已达到44.1kHz或48kHz，即达到所谓的CD音质水平了。,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,96,1.6多媒体技术基础,随着微电子、计算机、通信和数字化声像技术飞速发展，计算机处理的信息已经由原来只能处理字符信息，发展到可以处理声音、图像、视频等多种形式的信息，作为综合处理多种媒体的计算机多媒体技术也得到了迅速的发展，并加速了计算机进入家庭和社会生活的各个领域的速度。1.6.1多媒体技术概述1.6.2多媒体技术研究的主要内容,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,97,1.6.1多媒体技术概述,1.媒体和多媒体媒体（Media）是指信息表示和传播的载体。例如，文字、声音、图形和图像等都是媒体，它们向人们传递各种信息。多媒体（Multimedia）是多种媒体的综合。,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,98,2.多媒体技术和多媒体计算机,多媒体技术是把数字、文字、声音、图形、图像和动画等各种媒体有机组合起来，利用计算机、通信和广播电视技术，使它们建立起逻辑联系，并能进行加工处理的技术。,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,99,多媒体技术有两层含义：,（1）计算机以预先编制好的程序控制多种信息载体，如CD、VCD、DVD、录像机、立体声设备等。（2）计算机处理信息种类的能力，即能把数字、文字、声音、图形、图像和动态视频信息集为一体的能力。当前指的多媒体技术即指此。,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,100,3.多媒体计算机系统的特点,具有多媒体处理能力的计算机叫多媒体计算机。多媒体具有多样性、实时性、交互性和集成性的特点。,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,101,1）多媒体信息的多样性,在多媒体技术中，计算机所处理的信息空间范围拓展了，不再局限于数值、文本、图形和特殊对待的图像，并且强调计算机与声音、活动图像（或称为影像）相结合。,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,102,2）多媒体技术的集成性,多媒体的集成性主要体现在两个方面：一是多媒体信息的集成，是指各种媒体信息应能按照一定的数据模型和组织结构集成为一个有机的整体，以便媒体的充分共享和操作使用；二是操作这些媒体信息的工具和设备的集成，是指与多媒体相关的各种硬件设备的集成和软件的集成，为多媒体系统的开发和实现建立一个理想的集成环境，以提高多媒体的生产力。,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,103,3）多媒体系统的交互性,多媒体系统采用人机对话方式，对计算机中存储的各种信息进行查找、编辑及同步播放，操作者可通过鼠标或菜单选择自己感兴趣的内容。,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,104,4）多媒体系统的实时性,由于声音和图像都是和时间相关的，因此，要求多媒体支持实时处理。这就要求多媒体系统在处理信息时，有着严格的时序要求和很高的速度要求。,返 回,2023/10/18,第一章 信息技术与计算机文化,105,1.6.2多媒体技术研究的主要内容,1.视频和音频数据的压缩和解压缩技术以JPEG和MPEG较常用。多媒体数据压缩和编码技术是多媒体技术中最为关键的核心技术。将模拟信号转换成计算机能识别和处理的数字信